第五章 屏蔽理论及其运用 电流-磁场-电场-感应电压.电流-寄生耦合打扰 ——导致不能正常作业，极为有害 频率100kHz以上时，电路、元件的电磁 辐射才干增强，电气、电子设备或死而复生中就存 在着辐射电磁场的寄生耦合打扰。 屏蔽——电磁兼容工程中广泛选用的按捺电磁打扰的有用 办法之一。一般来说，但凡电磁打扰都能够选用屏蔽的办法来 按捺。 1、 屏蔽的概念：屏蔽是避免辐射搅扰的首要手法。 所谓屏蔽（Shielding）便是选用必定的技术手法（用导电 或导磁的资料制成的金属屏蔽体Shield），把电磁打扰源约束 在必定的空间范围内，使打扰源从屏蔽体的一面耦合或当其辐 射到另一面时遭到按捺或衰减。 2. 屏蔽的意图是： 1）选用屏蔽体围住电磁打扰源，以按捺电磁打扰源 对其周围空间存在的接受器的搅扰； 2）选用屏蔽体围住接受器，以避免打扰源对其搅扰。 3. 屏蔽的要害点： 1）屏蔽资料的挑选； 2）实践屏蔽体的规划。 §5.1 电磁屏蔽原理 §5.1.1 电磁屏蔽的类型 1.按采纳屏蔽办法的目标分为： ① 自动屏蔽：把搅扰源置于屏蔽体之内，避免电磁能量 和搅扰信号走漏到外部空间。 ② 被迫屏蔽：把灵敏设备置于屏蔽体内，使其不受外部 搅扰的影响。 2、屏蔽按场的类型可分为 ① 电场屏蔽：静电屏蔽/交变电场屏蔽 ② 磁场屏蔽：静磁屏蔽（稳定磁场屏蔽）/交变磁场屏蔽 ③ 电磁场屏蔽 §5.1.2 静电屏蔽 电磁场理论表面，置于静电场中的导体，在静电平衡的 条件下，具有下列性质： ①导体内部任何一点的电场为零； ②导体表面任何一点的电场强度 方向与该点的导体表面笔直； ③整个导体是一个等位体； ④导体内部没有静电荷存在， 电荷只能散布在导体的表面上。 内部存在空腔的导体，在静电场 中也具有上述性质。 1）把有空腔的导体置入静电场中， 因为空腔导体的内表面无静电荷，空 腔空间中也无电场，所以空腔导体起 了阻隔外部静电场的作用，按捺了外 部静电场对空腔空间的打扰。 2）空腔导体接地，见自动屏蔽 １、屏蔽静电场或改变缓慢的交变电场（例如工频电场， 高压带电作业的均说服） ２、屏蔽体：良导体壳（金属板、网） ３、自动屏蔽：屏蔽搅扰源，导体壳接地。 只要将空腔屏蔽体接地，其外表面感应出的等量正电荷沿 接地导线泻放进入接地上，其发生的外部静电场就会消失， 才干将静电场源发生的电力线关闭在屏蔽体内部，屏蔽体才 能真实起到静电屏蔽的作用。 ３、自动屏蔽：屏蔽搅扰源，导体壳接地。如右图所示 原理： ⑴、关于静电场：B电位为0， 外表面没有电荷散布……， 屏蔽是彻底的。 ⑵、A所带的电荷改变时（改变缓 慢的交变电场），接地线中出 现电流，这时： ① B表面呈现电荷散布， ② 接地电阻不或许彻底为0，B的 电位也不为零， ∴ B外仍有残留的电场，屏蔽是不彻底的。 回来 ４、被迫屏蔽：屏蔽灵敏设备， 原理上导体壳能够不接地， 实践上一般也接地，如右图所示。 原理：空腔屏蔽导体是等位体， 其内部场强为0，不会呈现电力线， 然后完成静电屏蔽。 外部存在电力线且停止在屏蔽体上 不接地，导体上的缝隙，孔 洞都或许引起电力 线的走漏，下降屏 蔽作用。 接地，导体壳内、外静电位都为０，可避免电力线的 走漏，进步屏蔽作用。 实践的空腔屏蔽体不或许是彻底关闭的抱负屏蔽体，如 不接地，就会引起外部电力线的侵略，形成直接或直接静 电耦合。为了避免这种现象，空腔屏蔽体仍需接地。 综上可见，静电屏蔽有必要具有两个根本关键： 1. 完好的屏蔽导体； 2. 杰出的接地。 ５ （§5.1.3） 交变电场的屏蔽 打扰源A和接受器B之间参加屏 蔽体S，如右图所示。交变电压源UA， 直接耦合电容C3很 小，能够疏忽， 屏蔽体上U的S ?感1应?j?j电?CC1压Z1ZS：S U A 接受器上UB的?干1?扰j?电jC?压2C?2：ZZsB? ZB ? US 要使UB减小，有必要使C1、C2、ZS减小，只要使ZS＝0，才干使 US＝0，UB＝0，即屏蔽体有必要杰出接地，才干进步屏蔽作用。 假如屏蔽导体没有接地或接地不良，那么接受器上的感应 打扰电压比没有屏蔽导体时的打扰电压还要大，此刻打扰比 不加屏蔽体时更为严重。（ C1 Ce 、C2 Ce ） 从以上剖析能够看出，交变电场屏蔽的根本原理是： 选用接地杰出的金属屏蔽体将打扰源发生的交变电场约束 在必定的空间内，然后阻断了打扰源至接受器的传输途径。 有必要留意，交变电场屏蔽 要求： 1. 屏蔽体有必要是良导体（金、银、铜、铝等）； 2. 有必要有杰出的接地。 §5.1.4 低频磁场屏蔽 １、屏蔽稳定磁场或改变 缓慢（100kHz以下） 的交变磁场。 ２、屏蔽体：高磁导率 资料［例如：硅钢片、 铁板（网）、坡莫合金 (含镍45～80 ％， 少数钼、铜、 铬、钒、锰……) ３、屏蔽原理：运用铁磁资料的高磁导率对打扰磁场进行分路。 磁力线是接连闭合曲线，磁通构成的闭合回路，称为磁路。 磁路中两点间的磁阻 l Rm ? ?0?r S 空气μ0＝1，屏蔽壳μr＞103。 ∴ Rm壳＜＜Rm空气，磁力线会集在屏蔽壳的壁内（聚磁作用）， 磁通首要经过铁磁资料，而经过空气的磁通将大大减小，然后 起到磁场屏蔽作用。 磁屏蔽不或许把磁力线彻底会集在屏蔽体内 ，总有一些泄 漏，选用双层屏蔽，能够进步屏蔽作用。 图5-7 低频磁场屏蔽 （a）线圈所发生的磁通首要沿屏蔽罩经过，即被约束在屏蔽体 内，然后使线圈周围的元件、电路和设备不受线圈磁场的影响或 打扰。 （b）外界磁通将经过屏蔽体而很少进入屏蔽罩内，然后使外部 磁场不致打扰屏蔽罩内的线圈。 运用铁磁资料作为屏蔽体时要留意下列问题： ①所用铁磁资料的磁导率u越高，屏蔽罩越厚（即s越大），则磁 阻Rm越小，磁屏蔽作用越好。 为了取得更好的磁屏蔽作用，需求选用高磁导率资料，并要 使屏蔽罩有满足的厚度，有时需用多层屏